中國電信IPTV業(yè)務及技術培訓

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中國電信IPTV業(yè)務及技術培訓,,中國電信股份有限公司廣州研究院 數(shù)據(jù)網(wǎng)絡部業(yè)務室 陳戈 cheng@gsta.com,,匯報提綱,IPTV系統(tǒng)概述 IPTV系統(tǒng)的總體介紹 IPTV系統(tǒng)關鍵技術分析 IPTV承載網(wǎng)建議,What is IPTV?,IPTV業(yè)務是指基于IP 寬帶網(wǎng)絡，以ADSL、FTTB+LAN為主要接入方式，以寬帶數(shù)字機頂盒+電視機為用戶終端，聚合SP 的各種視頻內容和增值應用，向用戶提供電信級的多種互動多媒體服務的寬帶增值業(yè)務。,家庭娛樂是一項巨大的產(chǎn)業(yè) 在中國有3.7億臺電視機 在家70%的娛樂休閑時間是在看電視 9600萬的有線電視用戶 真正實現(xiàn)可管理的增值運營服務收入,相關背景,IPTV的定義,寬帶網(wǎng)絡的建設最終是為發(fā)展寬帶增值業(yè)務，而主流的寬帶應用就是流媒體； 寬帶用戶數(shù)增長變緩，ARPU值下降。 打破現(xiàn)有電視收看的局限性，也正是IPTV能夠解決的問題。 面向巨大的TV終端用戶市場，IPTV能夠成為電信運營商新業(yè)務的增長點。,IPTV系統(tǒng)支持的業(yè)務類型,視頻廣播類業(yè)務 廣播（TV） 遠程教育 視頻點播類業(yè)務 VOD 廣播節(jié)目預定(PVR) 遠程教育 音樂/卡拉OK 互動廣告,通信類業(yè)務 視頻通信 短信收發(fā) 網(wǎng)絡應用類 互動游戲 信息服務 即時通信 機頂盒上網(wǎng)瀏覽,IPTV 系統(tǒng)應以滿足用戶娛樂需求為主，兼顧教育、信息等其它需求。在內容提供上，可以充分利用互聯(lián)星空現(xiàn)有的合作資源，尋找多家、掌握特色資源的內容提供商的合作。 IPTV 系統(tǒng)初期以視頻節(jié)目的廣播、點播服務為主。將來計劃逐步發(fā)展網(wǎng)絡游戲、可視電話、交互信息服務等其它應用。 在業(yè)務初期目標用戶發(fā)展上，應以目前已有的寬帶用戶、高端用戶為主要目標用戶群，以后逐步發(fā)展未使用寬帶業(yè)務的用戶。,IPTV業(yè)務發(fā)展的基本策略,,IPTV系統(tǒng)概述 IPTV系統(tǒng)的總體介紹 IPTV系統(tǒng)關鍵技術分析 IPTV承載網(wǎng)建議,匯報提綱,,運營支撐層,業(yè)務應用層,承載層,用戶終端,,,,內容處理,內容管理,增值應用管理,點播,廣播,通信服務,信息服務,流媒體服務,電子節(jié)目單,內容分發(fā)網(wǎng)絡,運營支撐層 承載網(wǎng)絡,ADSL接入,WLAN接入,機頂盒,業(yè)務應用層 承載網(wǎng)絡,互聯(lián)星空 認證支付計費接口管理,用戶管理,統(tǒng)計分析,認證授權,計費支付及結算,機頂盒管理,數(shù)字版權管理,LAN接入,Web, Ftp等服務,平臺系統(tǒng)管理,互動游戲,匯聚層,IPTV平臺總體架構,運營支撐層,運營支撐層為IPTV平臺提供運營支撐，是IPTV平臺的運營支撐系統(tǒng)。通過與互聯(lián)星空的接口連接，實現(xiàn)認證和支付功能。 運營支撐層包括： 用戶管理 認證授權 計費支付及結算 統(tǒng)計分析 平臺系統(tǒng)管理 機頂盒管理 數(shù)字版權管理等模塊。,業(yè)務應用層,業(yè)務應用層為IPTV平臺提供業(yè)務應用服務。 業(yè)務應用層包括： 內容處理 內容管理 增值應用管理 點播 廣播 流媒體服務 電子節(jié)目單 通信服務 互動游戲 信息服務等增值應用。,承載層及用戶終端,承載層為IPTV平臺提供網(wǎng)絡承載。包括： 內容分發(fā)網(wǎng)絡 運營支撐層承載網(wǎng)絡 業(yè)務應用層承載網(wǎng)絡 匯聚層 ADSL/LAN/WLAN寬帶接入 用戶終端是機頂盒 IPTV用戶使用機頂盒，通過ADSL、LAN、WLAN等寬帶接入方式接入，在電視機上實現(xiàn)IPTV業(yè)務。,IPTV業(yè)務流程,STB,,,internet,DSLAM,BAS,中心片源,,,,,交換機,,,,邊緣服務器,,,163后臺,Vnet后臺,97前臺,申請IPTV用戶,IPTV運營支撐系統(tǒng),,,,,開戶流程,,,,,接入認證流程,,,,業(yè)務認證流程,,EPG服務器,,,,點播流程,,IPTV系統(tǒng)概述 IPTV系統(tǒng)的總體介紹 IPTV系統(tǒng)關鍵技術分析 IPTV承載網(wǎng)建議,匯報提綱,,ITU-T H.261(1990)->H.263(1995)->H.263+(1998)->H.264（2004） ISO MPEG1(1991)->MPEG2(1994)->MPEG4(1999) Joint Video Team (JVT:VCEG/MPEG) 2001 H.264/MPEG4 Part 10. 又名AVC MS VC-9 VC 9(2003)->Windows Media HD(2004),,關鍵技術一：IPTV的編碼格式,主要編碼參數(shù)比較,寬帶視頻系統(tǒng)編碼格式對比,MPEG2 與DVD編碼制式一致，具有豐富的節(jié)目源； 技術成熟，頻道切換時間快，體驗效果好 帶寬高，一般需要3～3.5M，存儲空間大，處理器資源要求最低 MPEG4 PART2 帶寬小，1M左右即可以達到近似DVD效果，處理器資源要求較低 存在多個標準分支，需要考慮相互兼容的問題； 很可能最后過渡到H.264（MPEG4 PART10） MPEG4 PART10（H.264） 相同帶寬下圖像質量最好，但處理器資源要求最高（2倍于MPEG4） 標準的產(chǎn)業(yè)化需要一定的時間，預計在2005年下旬開始商用。 WMV9(VC-1) 與PC用戶兼容性好，微軟的技術支持能力強； 帶寬要求與H.264稍高，比MPEG4低，處理器資源要求高（1.5倍于MPEG4）； 節(jié)目緩沖時間長； 私有標準，目前正在尋求成為國際公開標準。,建議選用MPEG4為視頻編碼標準，提供1.3M碼率的標清節(jié)目（準DVD效果），并將過渡到H.264。,ADSL覆蓋范圍與編碼格式的關系,注：1000英尺=0.3048千米,,3.8KM,0.511mm,0.404 mm,條件接收系統(tǒng)（Conditional Access System） 目前主要應用于有線電視網(wǎng) 適合單向網(wǎng)絡、適合廣播式網(wǎng)絡 內容在服務器不加密，在傳輸時加密 數(shù)字版權管理（Digital Right Management) 目前主要應用于互聯(lián)網(wǎng) 對文件進行加密，也可實時加密 適合雙向網(wǎng)絡應用,關鍵技術二：內容安全保護,目前內容保護的主要技術：,DRM系統(tǒng)關鍵部份,機頂盒私鑰 誰控制機頂盒私鑰，誰即控制了用戶 內容密鑰 誰控制內容密鑰，誰即控制了內容 授權 授權是計費的基礎,,,內容密鑰,授權,機頂盒私鑰,DRM的商業(yè)模式,最理想,電信具有一定的主動 性，合作不穩(wěn)定,電信無法管理用戶 和內容，沒有主動性， IPTV用戶沒有粘著性，風險很大,不現(xiàn)實,關鍵技術三：機頂盒,機頂盒協(xié)議和標準： 保證多廠商設備的互通 格式的支持：不同的格式在視頻質量、壓縮率方面存在差異 WMV即VC9標準格式 MPEG4（Part2）/H.264格式 成本：良好的成本控制是IPTV業(yè)務盈利的關鍵因素 基于x86架構的STB，成本在1000元以上 基于DSP芯片的STB，成本在600-1000元 基于ASIC專有芯片的STB，成本在600元左右 擴展功能的支持： Game Peer to Peer視頻通信 ……,關鍵技術四：IPTV的承載網(wǎng),核心層 指省163骨干網(wǎng)的相關設備，包括省網(wǎng)骨干路由器，省IDC路由器和交換機等 匯聚層 匯聚層指從BRAS/AR等設備至播放服務器間的網(wǎng)絡及設備范圍 匯聚層網(wǎng)絡范圍指城域網(wǎng)的核心和匯聚層 接入層 接入層指從用戶機頂盒到BRAS/AR等設備之間的網(wǎng)絡及設備,核心層,匯聚層,接入層,IPTV承載網(wǎng)絡結構,QoS 保證 高帶寬 低丟包率 優(yōu)先于Internet業(yè)務 支持組播，減少帶寬需求 組播方式提供業(yè)務 CDN內容分發(fā) 組播業(yè)務的管理 業(yè)務的安全可控 視頻業(yè)務的獨立性 對用戶業(yè)務的可控性 性能 組播轉發(fā)能力 頻道快速切換,,,,DSLAM,,,Internet,,,BAS,,,,,,,,CDN,xDSL,,,承載網(wǎng),,BAS,,,,MODEM,STB,PC,Home Network,,,,Home Gateway,TV,PC,Home Network,,Ethernet,L2,ES,ES,,,,,,,,,,省中心,承載網(wǎng)的技術要求,承載網(wǎng)的技術要求：QoS保證,帶寬：要求每個IPTV用戶接入帶寬達到2M(使用MPEG4或更高壓縮率的編碼)。 頻道切換時延：有線電視網(wǎng)的頻道切換非?？欤琁PTV也應盡量減少端到端時延。據(jù)IPTV用戶調查，用戶可接受1秒的TV頻道切換時間，及10秒內的VOD切換時間。,,,因此，必須考慮如何提高IPTV業(yè)務的QOS，如何逐步實施,業(yè)務層面考慮 —IPTV業(yè)務對承載網(wǎng)絡QoS參數(shù)的敏感程度隨編碼格式、編碼速率、承載協(xié)議的不同而有所差異，在業(yè)務設計上應盡可能適應承載網(wǎng)絡現(xiàn)狀； —典型QoS機制：流媒體速率適應/調節(jié)機制、媒體編碼冗余性、媒體緩存機制。 承載層面考慮 — 基于IP網(wǎng)的端到端的QoS機制目前尚不成熟，因此分層解決IPTV業(yè)務的QoS質量保證問題； — IPTV業(yè)務流量流向模型易于確定，對音視頻直播類業(yè)務可使用專網(wǎng)傳輸或靜態(tài)預留資源方式下抵組播業(yè)務控制點；音視頻點播類業(yè)務可使用三層與二層機制,結合業(yè)務接入控制點的CAC功能完成QoS質量保證。,承載網(wǎng)的技術要求：QoS保證,關鍵技術五：IPTV的組播網(wǎng),1、組播復制點問題 2、組播的靜態(tài)加入VS動態(tài)加入 3、組播的管理問題 4、組播的安全問題 5、組播的QoS問題,,組播復制點問題– BRAS復制,BRAS面向用戶進行組播復制 STB與PC分別通過不同PPPoE STB單播組播在同一PPPoE 對BRAS下行帶寬要求較高 現(xiàn)網(wǎng)不需要改造 適合小規(guī)模用戶情況,組播復制點問題-IP DSLAM復制,單播與組播分別使用不同VLAN及PVC DSLAM進行面向用戶組播復制 DSLAM進行組播控制 適合大規(guī)模發(fā)展階段,IGMP Filter,組播復制點問題-IP DSLAM復制,,,,面向用戶組播復制點,,單播與組播分別使用不同VLAN及PVC DSLAM進行面向用戶組播復制 DSLAM進行組播控制 適合大規(guī)模發(fā)展階段,組播復制點問題-ATM DSLAM,ADSL Modem使用雙PVC上聯(lián)，一條PVC承載原有的寬帶上網(wǎng)業(yè)務，另外一條PVC承載IPTV業(yè)務 ； 為了減少對ATM資源的要求，引入ES(組播服務器) 組播通過P2MP進行分發(fā)；,組播復制點問題-ATM DSLAM,ATM DSLAM上行鏈路帶寬不足的情況下，可擴容IP板； 組播流從ATM DSLAM 的IP板下發(fā)到用戶。,組播復制點問題－LAN接入,交換機面向用戶進行組播復制； 交換機支持IGMP Snooping； 末端交換機支持IGMP Filter及IGMP Snooping；,引入DSLAM組播的意義： DSLAM內部完成組播及視頻流的復制 減輕網(wǎng)絡側的流量壓力 降低對網(wǎng)絡的IGMP協(xié)議要求 組播延遲小 DSLAM對組播的支持： IGMP Proxy IGMP Snooping,DSLAM組播的意義,IPTV組播需重點考慮問題,1、組播復制點問題 2、組播的靜態(tài)加入VS動態(tài)加入 3、組播的管理問題 4、組播的安全問題 5、組播的QoS問題,,組播的靜態(tài)加入VS動態(tài)加入,組播的靜態(tài)加入(靜態(tài)建立特定組的組播樹） 容易控制組播源的接入； 容易控制組播的范圍； 較難進行組播路徑的備份； 靜態(tài)組播一般在路由器端口指定加入某個組播組，并拒絕其它組的加入； 動態(tài)加入（組播樹動態(tài)生成） 控制組播源的接入較難； 控制組播的范圍較難，存在安全隱患； 容易進行組播路徑的備份； 動態(tài)組播一般在路由器上啟用PIM等組播路由；,IPTV組播需重點考慮問題,1、組播復制點問題 2、組播的靜態(tài)加入VS動態(tài)加入 3、組播的管理問題 4、組播的安全問題 5、組播的QoS問題,,組播的管理問題,組播源的準入及控制 防止非法組播源假冒IPTV源 防止非法組播源通過組播給用戶發(fā)送節(jié)目 組播范圍的控制 一些組只能在某個范圍內傳播 合法用戶的準入 組播自身無認證功能，需網(wǎng)絡設備控制非法用戶的接入,CDN網(wǎng)絡主要適用于VOD業(yè)務，IPTV業(yè)務需同時提供大量的直播業(yè)務（BTV）。 直播業(yè)務與點播業(yè)務存在很多不同之處,IPTV承載網(wǎng)：可控組播方案,BTV業(yè)務流程,,,DSLAM,,,,,DSLAM,,,,,Multicast CA,,,STB,,,,業(yè)務管理系統(tǒng),,EPG,CPE,HOME GATEWAY,ES,ATM/LAN SW,ES,,,,RP,,1.獲取節(jié)目表,2.加入頻道,4.加入組播,5.節(jié)目播放,,,,,IP城域網(wǎng),骨干網(wǎng)絡,RP/DR,0.域間組播內容分發(fā),3.開放權限,,需要承載網(wǎng)支持組播轉發(fā)能力,需要在承載網(wǎng)邊緣提供面向用戶的組播復制和用戶管理功能,承載網(wǎng)要提供高品質：低時延、低抖動、基本不丟包,IPTV組播需重點考慮問題,1、組播復制點問題 2、組播的靜態(tài)加入VS動態(tài)加入 3、組播的管理問題 4、組播的安全問題 5、組播的QoS問題,,組播的安全問題,組播源的安全 IPTV是面向大眾的媒體工具，要嚴防非法內容進入IPTV； 只允許特定地址段的路由器接入組播源； 盡量使用靜態(tài)組播； 寬帶接入不允許發(fā)送組播源；,IPTV組播需重點考慮問題,1、組播復制點問題 2、組播的靜態(tài)加入VS動態(tài)加入 3、組播的管理問題 4、組播的安全問題 5、組播的QoS問題,,組播的QoS問題,組播是以UDP承載的，無重傳機制； IPTV對質量的要求非常高，少量丟包就會造成馬賽克現(xiàn)象； 目前的解決方案是使用“應用層組播”,關鍵技術六：故障定位及質量分析,IPTV是實時性業(yè)務，對帶寬，時延，抖動，丟包等指標要求很高。 用戶對業(yè)務質量要求很高，而現(xiàn)有的基于盡力而為的IP網(wǎng)路，很難保證質量 目前的IPTV業(yè)務涉及環(huán)節(jié)很多，故障定位困難，對運維提出了很高的要求 IPTV系統(tǒng)的穩(wěn)定性還需要經(jīng)受大規(guī)模用戶的考驗,IPTV故障類型,IPTV故障定位思路,質量分析思路(主動測試）,質量分析思路(被動測試）,,IPTV系統(tǒng)概述 IPTV系統(tǒng)的總體介紹 IPTV系統(tǒng)關鍵技術分析 IPTV承載網(wǎng)建議,匯報提綱,當前IP承載網(wǎng)絡要解決的幾大問題,一、IPTV業(yè)務對承載網(wǎng)絡的高帶寬需求 單用戶一般需要2～3M，存在長時間同時在線的特點。 IPTV帶寬總量計算： 帶寬需求 = TV節(jié)目 X 頻道帶寬 + 最大并發(fā)VoD X 節(jié)目帶寬 二、IP承載網(wǎng)需要提供QOS保證 視頻直播雖然是單向式流媒體傳送，但實時性要求也比較高，對數(shù)據(jù)包時延的敏感度高，因此 QoS保證至關重要。 目前IP網(wǎng)絡（從省網(wǎng)、城域網(wǎng)、接入網(wǎng)）都沒有差分服務，沒有提供針對業(yè)務的QOS保證，瞬時擁塞也會影響到IPTV的用戶接收體驗！,當前IP承載網(wǎng)絡要解決的幾大問題,三、為了提供直播業(yè)務的傳輸效率，需提供對組播支持。 要求網(wǎng)絡能提供端到端的組播支持，包括省網(wǎng)、城域網(wǎng)、接入網(wǎng)、BRAS、DSLAM、MODEM。 組播路由協(xié)議的支持，特別是互通性。 組播管理 組播管理包括用戶接收數(shù)據(jù)的可控管理 組播源的管理 組播分發(fā)范圍的管理 組播計費管理 組播的安全管理 端到端組播QOS的支持 目前，省網(wǎng)(廣東)和城域網(wǎng)都沒有開通組播，存在不同廠家設備對協(xié)議互通性以及開通組播協(xié)議會影響設備的性能等諸多因素。,近期IPTV承載網(wǎng)方案建議,一、短期內開通IPTV業(yè)務，現(xiàn)網(wǎng)條件決定組播復制點在BRAS。 ATM DSLAM的改造； 這種方案成本最低。 二、現(xiàn)階段，IPTV用戶采用PPPOE認證方式更合理。 PPPoE是延續(xù)原來寬帶上網(wǎng)的認證方式，和原有寬帶網(wǎng)絡用戶接入認證體系一致。在現(xiàn)有網(wǎng)絡開展IPTV業(yè)務，則在認證方式上無須做任何的改動投資，可以繼續(xù)使用BRAS和統(tǒng)一后臺RADIUS服務系統(tǒng)和業(yè)務管理系統(tǒng)。 DHCP認證方式還存在很多管理維護的問題，目前需要改進。 三、業(yè)務初期，用戶量不大，可采用BRAS提供IPTV業(yè)務的接入控制。 城域網(wǎng)優(yōu)化沒有完成，SR設備沒有布放。 業(yè)務初期，用戶量相對較少，BRAS可以提供業(yè)務接入。 直播頻道數(shù)目較少，不會對BRAS造成太大的壓力,近期實施方案_VOD實現(xiàn),通過CDN系統(tǒng)把大部分用戶節(jié)目推送到IPTV POP節(jié)點。 IPTV終端接入方式 單PVC上行 雙PPPOE Session 使用跟寬帶上網(wǎng)不同的帳號后綴，例如：xxx@iptv.gd 從IPTV POP點到用戶的STB提供QOS保證。,近期IPTV直播方案拓撲,IPTV POP服務器把直播流從原來的Unicast方式改為Multicast方式發(fā)送，組播流經(jīng)過少量的POP點設備到達BRAS，由BRAS面向用戶復制，把組播流復制到用戶的PPPOE Session中。,下一步IPTV承載網(wǎng)要考慮的因素,一、隨著IPTV用戶群不斷增大，BRAS復制點成為業(yè)務發(fā)展的瓶頸。 對已經(jīng)承擔寬帶用戶接入控制的BRAS，如果還要承擔大規(guī)模IPTV用戶的組播復制和QOS控制，將不堪負荷。 組播復制點在BRAS，如果用戶規(guī)模達到一定程度，二層承載網(wǎng)絡的帶寬資源利用率較差，流量將非常大。 二、有效的解決辦法是組播復制點下降到DSLAM層面。 對大量的ATM DSLAM進行升級改造: 如增添IP上行板塊，軟件升級到支持組播復制和組播控制。 DHCP認證方式的完善，DHCP SERVER的開發(fā)和管理。 三、城域網(wǎng)優(yōu)化完成，網(wǎng)絡進一步完善 CN2建設完成并投入使用，可作為IPTV骨干承載。 城域網(wǎng)優(yōu)化完成，SR設備已經(jīng)布放，可承載大量的IPTV用戶業(yè)務。 直播的頻道數(shù)目較多，用戶量大，DSLAM支持組播復制，帶寬資源利用率更高。 BRAS承載少量的無法升級改造的ATM DSLAM上行的IPTV用戶業(yè)務。城域網(wǎng)交換機支持QinQ。,后期IPTV承載網(wǎng)優(yōu)化方案,從源到目的全程開通組播路由協(xié)議。 從源到目的全程QOS保證。 IPTV終端接入方式：多PVC上行、采用DHCP認證。 IP DSLAM、用戶二層交換機實現(xiàn)面向用戶的組播復制,無線AP接入,,寬帶上網(wǎng)業(yè)務,IPTV家庭終端組網(wǎng)方式，通過無線AP接入，使安裝了寬帶業(yè)務的用戶增加IPTV業(yè)務時，提供靈活的組網(wǎng)方式：,謝謝！ 懇請批評指正。,